感光元件的大小与变焦倍率的关系是什么?

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感光元件的大小与变焦倍率有密切的关系。给定某个焦距,在不同的感光元件上,会有不一样的视角。比如,90mm在135全画幅上已经是一款长焦镜头了;但是,在玛米亚67那样的中画幅上,是标准镜头;而在大画幅上,则是广角镜头了。

因此,焦距并不是唯一决定视角的因素,还要跟传感器的面积相配合才行。其实也可以将我们日常所说的“变焦”的概念进行一个更为细致的划分,可以划分为光学变焦以及数码变焦。

狭义地说,只有光学变焦才能算是物理意义上的变焦,数码变焦的实质只是裁切了感光元件的面积,有时,还要插值。插值这个概念相信不少理工科大学生很熟悉,是否想起了被《数值分析》课支配的恐惧?

那么,等效焦距怎么换算呢?公式有些晦涩,我们还是用实例来解释吧。

全画幅相机的传感器的尺寸为36.0×24.0mm,其对角线长度是43.26mm;M43卡口的尺寸是17.30×13.00mm,其对角线长度为21.67mm;二者对角线长度的比值为2。那么,M43卡口上物理焦距为25mm的镜头,在全画幅上等效为50mm的镜头。

所以您就算吧,卡片机上,用小底可以轻松实现较长焦距的等效。


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对于你的疑惑,先用一个通俗的比喻来解释吧:假若有一大一小2个房间,要使它们具有相同的照明度,那么大房间需要的窗户面积自然要比小房间需要的窗户面积大。

对于照相机,不管是什么画幅,多大的感光元件,在同一个场景下,相机测得的曝光参数都是相同的(不考虑实际器材的差异,理论上是这样的),也就是说,只要相机的快门、感光度ISO组合相同,那么光圈值也是一样的。因为光圈值本身已经考虑了镜头焦距和感光元件尺寸的影响。

光圈值 AV=镜头的焦距/镜头光圈直径

依据上面的公式,我们来看看相机镜头口径、光圈与焦距的关系。就拿大三元镜头中的70-200mm f2.8全画幅镜头来说,它的光圈直径必须满足:

φ=镜头焦距/光圈值 =200/2.8=71.4mm。这与实际使用中,该镜头适配的滤镜口径为φ77是一致的。

(佳能 70-200 f2.8L镜头,滤镜直径\t77毫米,镜身最大直径88.8毫米)

但若是APS-C画幅的镜头,假设同样是200mm等效焦距,f2.8最大光圈,那么它的实际焦距是200/1.5=133.3(佳能相机系数为1.6),它的光圈直径必须满足:

φ=133.3/2.8=47.6mm,同样的等效焦距和最大光圈,口径比全画幅镜头小了很多。取同样的参数是为了便于分析对比,在实际产品中C画幅镜头是没有这样的规格的,我们用一支佳能的微单镜头EF-M 18-150mm f/3.5-6.3 为例,它的长焦端已等效35mm的240mm焦距了,但它的光圈直径只需要:

φ=150/6.3=23.8mm,所以C画幅的微单相机镜头可以做的口径小,重量轻(当然对于单反相机,考虑到镜头接口的兼容性,C画幅的相机镜头实际镜身直径还是比微单的要大)。

(佳能 EF-M 18-150mm镜头,镜身直径只有60mm)

对于卡片机,由于感光元件只有1/2.3英尺,所以可以在有限的镜头口径内做出大变焦,最大焦距可以达到1200mm甚至更大。

如索尼的卡片机HX350,达到50倍变焦,焦距范围 f4.3 mm - 215 mm(等效焦距 24 mm - 1200 mm),但镜头的滤镜直径只有55 mm。


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